• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1338-1345
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• 2009

Although rock excavation is necessary for the effective utilization of urban space, most conventional rock excavation methods, including the blasting method, cause high noise and vibration. Meanwhile, if a high pressure waterjet system is applied to excavate underground spaces in urban areas, the public grievance can be reduced by low noise and vibration. In this study, an abrasive waterjet system is designed and developed to study the influence of various performance parameters such as jet pressure, nozzle traverse speed, stand-off distance, or abrasive feed rate on waterjet excavation performance in laboratory. Using the developed waterjet system, rock drilling characteristics are identified by measuring drilling depths as a function of the jet exposure time. The drilling depth linearly increases with increasing the jet exposure time(under 60sec). Rock cutting characteristics are also obtained with various jet pressures(1600~3200kg/$cm^2$) and nozzle traverse speeds(1.9~14.1mm/s): The cutting depth is nonlinearly related to the jet pressure and traverse speed. Indeed, the cutting depth increases with an increase in the jet pressure and a decrease in the nozzle traverse speed. This trend can be explained by energy transferring/loss mechanism.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.127-135
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• 2009

The performance of the waterjet system of 180 ton class fishing guard ship has been experimentally studied. A waterjet propulsion system has many advantages in comparison with a conventional screw propeller especially for high speed craft because of its good cavitation performance. Recently waterjet system has been applied to fishing boats and fishing guard ship because of avoiding a net problem although their speeds are not so high. This paper describes experimental procedure and analysis method of resistance and self-propulsion tests with a 1/14.46-scale model. Experimental results were analyzed according to ITTC 96 standard method. The full-scale effective power and delivered power of the ship were also analyzed and the full-scale speed predicted from the model test results shows a good agreement with the full-scale result from the sea trial tests.

• 한국기후변화학회지
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• 제8권1호
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• pp.63-71
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• 2017

It is recognized that tetrafluoromethane ($CF_4$) has a great influence on global warming. The $CF_4$ is known to have a large impact on climate change due to its large global warming index. In this study, a waterjet plasma scrubber (WPS) was designed and manufactured for the $CF_4$ decomposition. The WPS is a novel technology which is combined a gliding arc plasma and water injection at the center of the plasma discharge. This can give an innovative way for $CF_4$ decomposition by achieving larger plasma columnand generating OH radicals. A performance analysis was achieved for the design factors such as waterjet flow rate, total gas flow rate, consumption electric power, and electrode gap. The highest $CF_4$ decomposition and energy efficiencies were 64.8% and 6.43 g/kWh, respectively; Optimal operating conditions were 20 mL/min of waterjet flow rate, 200 L/min total gas flow rate, 5.3 kW consumption electric power, and 4.4 mm electrode gap. As for the 2 stage reactor of the WPS, the $CF_4$ decomposition efficiency improved as the 85.3% while the energy efficiency decreased as the 5.57 g/kWh.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.41-46
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• 2003

The hydraulic design optimization and performance analysis of mixed-flow pumps for waterjet marine vehicle propulsion has been carried out using mean streamline analysis and three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) code. In the present study, the conceptual design optimization has been formulated with a non-linear objective function to minimize the fluid dynamic losses, and then the commercial CFD code was incorporated to allow for detailed flow dynamic phenomena in the pump system. Newly designed mixed-flow model pump has been tested in the laboratory. Predicted performance curves by the CFD code agree very well with experimental data for a newly designed mixed-flow pump over the normal operating conditions. The design and prediction method presented herein can be used efficiently as a unified hydraulic design process of mired-flow pumps for waterjet marine vehicle propulsion.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권6호
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• pp.787-791
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• 2010

This paper describes the performance of small waterjet propulsion system and show the influence of performance for nozzle shape and area. The installed engine sets a limit on maximum power in below 1800 rpm for fuel saving. Our designated target is reached by redesign of the impeller considering engine characteristics and extention of nozzle pararell part. The results of the full-scale ships are compared with thoes of the model test. In the future, those experimental data will be applied to the relation study between engine characteristics and powering performance prediction.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.903-904
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• 2011

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.545-551
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• 2020

이 연구는 함정 건조 중 국외도입된 물분사 추진기 임펠러 전체에 표면 점식이 확인되어 이에 대한 원인규명을 위하여 수행하였다. 물분사 추진기 임펠러의 재질은 듀플렉스 2205로 일반적인 스테인리스강인 316l 및 317L보다 부식 및 공식에 대한 저항성이 우수하며 높은 기계적 강도를 가지고 있어 각종 해양 구조물 및 해수 담수화 설비에 사용되는 재질이다. 물분사 추진기 임펠러에 표면 점식에 대한 원인분석을 위해 주사전자현미경 관찰 및 분자생태학적 분석 결과를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫 번째로 주사전자현미경을 통하여 표면 점식이 일어난 부위에서 "S" 성분을 발견할 수 있었고, 두 번째로 분자생태학적 연구결과 부식된 물분사 추진기 임펠러에서 채취한 샘플에 "dsrAB" 유전자가 검출되어, 임펠러 부식은 황산염 환원균에 의한 것으로 판단할 수 있었다. 향후 황산염 환원균에 의한 제품의 손상을 방지하기 위해선 함정 운항 전, 후에 황산염 환원균이 활동하기 어려운 환경인 65℃ 이상의 고온처리 실시, pH5이하 또는 pH9이상 유지, 선체와 추진기의 절연을 통한 과잉전자 생성 방지 등 예방적 관리가 필요하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1159-1165
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• 2013

파우더 블라스팅은 미세 유리가공법으로서 가공속도가 빠르고 저비용의 장점이 있지만 유리를 취성파괴 시키기 때문에 표면거칠기가 좋지않다. 블라스팅된 표면에 저압의 워터젯을 분사하여 표면에서의 연마 슬러리의 흐름을 통해 표면거칠기를 저감할 수 있다. 본 연구에서는 소다라임 유리에 블라스팅으로 마이크로 채널을 가공한 후 워터젯을 연속 적용하고, 마이크로 채널의 표면거칠기 및 단면 형상의 변화의 과정을 관찰하였다. 워터젯의 적용결과, 초기단계에서는 블라스팅에 의한 미세 요철이 제거되었고, 이후 표면하부의 크랙이 제거되어 평균 표면거칠기 50 nm 근방의 매끈한 표면을 얻을 수 있었다. 표면거칠기 저감에 동반하여 채널단면의 확장 과정도 함께 관측하였다. 마지막으로 제안한 방법에 의해 미세유체칩의 가공 결과를 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.485-490
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• 2011

사불화탄소($CF_4$)는 반도체 제조공정에서 에칭과 반응기 세척에서 사용되어온 가스이다. $CF_4$는 적외선을 강하게 흡수하고 대기 중 잔류시간이 길어서 지구온난화에 영향을 미치기 때문에 고효율의 분해가 필요하다. 본 연구에서는 플라즈마와 워터젯을 결합하여 워터젯 글라이딩 아크 플라즈마 시스템을 개발하고, 이를 이용하여 $CF_4$를 고효율로 분해할 수 있도록 방전영역을 증가시키고 다량의 OH 라디칼을 생성시킬 수 있는 최적의 조업 조건을 결정하였다. 공정 실험 변수로는 워터젯 주입량, $CF_4$ 초기 농도, 전체 가스량과 주입에너지량(SEI : Specific energy input)을 선정하였다. 변수실험을 통하여 워터젯 주입량이 25.5 mL/min, $CF_4$ 초기 농도 2.2%, 전체 가스량 9.2 L/min, SEI 7.2 kJ/L일 때 $CF_4$ 분해율은 최고 97%까지 도달하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.417-430
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• 2014

도심지 내 지하공간의 효율적인 활용을 위해서 연마재 워터젯 시스템(abrasive waterjet system)을 이용한 새로운 형태의 암반굴착 공법이 개발되어 활용 중에 있다. 연마재 워터젯 시스템을 활용한 굴착(절삭) 수행 시 적정량의 연마재를 투입하고 연마재입자의 유동성을 원활하게 유지하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 실내실험을 통해 연마재 입자의 유동성과 관련된 영향인자들을 연마재 관 설치높이, 연마재 관 길이, 연마재 관 굴곡도 그리고 연마재 관 내경으로 나누어 연마재 투입량 및 유동성 수준을 평가하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 연마재 투입량 및 연마재 입자 유동성에 관한 최적 조건을 제시하였다. 본 연구결과를 바탕으로 향후 암반 굴착용 워터젯 공법이 도심지 내 터널, 공동구, 수직구 건설 등 다양한 지반 구조물 굴착 작업 시, 최적 연마재 투입을 위한 기초자료로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.